VITROCERAMICAS DE BETA-CUARZO Y/O BETA-ESPODUMENA, VIDRIOS PRECURSORES, ARTICULOS REALIZADOS A PARTIR DE DICHAS VITROCERAMICAS, PREPARACION DE DICHAS VITROCERAMICAS Y DE DICHOS ARTICULOS.

Vitrocerámica, que contiene una solución sólida de ß-cuarzo o de ß-espodumena (soluciones sólidas de ß-cuarzo y ß-espodumena) como fase(s) cristalina(s) principal(es),

cuya composición contiene conjuntamente óxido de estaño (SnO2) en una cantidad que es inferior o igual a 0,7% en peso del peso total de la vitrocerámica, y bromo (Br)

Tipo: Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: W06063667EP.

Solicitante: EUROKERA.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: B.P. 1,77640 JOUARRE.

Inventor/es: COMTE,MARIE.

Fecha de Publicación: .

Fecha Concesión Europea: 4 de Noviembre de 2009.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C03C1/00C
  • C03C10/00B
  • C03C10/00C2
  • C03C3/11 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C03 VIDRIO; LANA MINERAL O DE ESCORIA.C03C COMPOSICION QUIMICA DE LOS VIDRIOS, VIDRIADOS O ESMALTES VITREOS; TRATAMIENTO DE LA SUPERFICIE DEL VIDRIO; TRATAMIENTO DE LA SUPERFICIE DE FIBRAS O FILAMENTOS DE VIDRIO, SUSTANCIAS INORGANICAS O ESCORIAS; UNION DE VIDRIO A VIDRIO O A OTROS MATERIALES.C03C 3/00 Composiciones para la fabricación del vidrio (cargas de mezclas vitrificables C03C 6/00). › que contienen un halógeno o nitrógeno.

Clasificación PCT:

  • C03C10/14 C03C […] › C03C 10/00 Vidrio desvitrificado o vitrocerámicas, es decir vidrio o cerámicas con una fase cristalina dispersa en la fase vítrea y que constituye al menos el 50% en peso de la composición. › Sílice en fase cristalina, p. ej. cuarzo modificado, cristobalita.
  • C03C3/11 C03C 3/00 […] › que contienen un halógeno o nitrógeno.

Fragmento de la descripción:

Vitrocerámicas de ß-cuarzo y/o ß-espodumena, vidrios precursores, artículos realizados a partir de dichas vitrocerámicas, preparación de dichas vitrocerámicas y de dichos artículos.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a:

    - nuevas vitrocerámicas que contienen una solución sólida de ß-cuarzo o de ß-espodumena (soluciones sólidas de ß-cuarzo y ß-espodumena), como fase o fases cristalinas principales;
    - artículos preparados a partir de dichas vitrocerámicas novedosas;
    - vidrios de aluminosilicato de litio que son precursores de dichas nuevas vitrocerámicas; y
    - procedimientos de preparación de dichas nuevas vitrocerámicas y los artículos preparados a partir de las mismas.

La presente invención se refiere a la incorporación, dentro de las composiciones de dichas vitrocerámicas y vidrios, de compuestos originales con el fin de garantizar la función de agente de afinado del vidrio.

Antecedentes de la invención

Las vitrocerámicas que contienen una solución sólida de ß-cuarzo o de ß-espodumena (soluciones sólidas de ß-cuarzo y ß-espodumena) como fase o fases cristalinas principales son materiales conocidos per se, y se obtienen por tratamiento térmico de vidrios o sustancias de relleno inorgánicas. Dichos materiales se utilizan en diversos contextos, sobre todo como sustrato para placas de cocina y como ventanas contraincendios.

Se conocen vitrocerámicas transparentes, opalescentes, o incluso opacas, de diversos colores.

Típicamente, la preparación de artículos constituidos por vitrocerámica de ß-cuarzo y/o ß-espodumena comprende tres etapas principales sucesivas:

    - una primera etapa de fusión de un vidrio inorgánico o una sustancia de relleno precursora de dicho vidrio, que generalmente se lleva a cabo a una temperatura comprendida entre 1.550 y 1.650ºC,
    - una segunda etapa de enfriamiento y conformación del vidrio fundido obtenido, y
    - una tercera etapa de cristalización o ceramización del vidrio enfriado y conformado mediante un tratamiento térmico adecuado.

Tras la compleción de la primera etapa de fusión, es importante eliminar las inclusiones gaseosas tan eficazmente como sea posible de la masa fundida de vidrio. Con este objetivo, se incorpora al vidrio por lo menos un agente de afinado.

Generalmente, se utiliza óxido de arsénico (As2O3) en los procedimientos utilizados hasta el presente, típicamente en una cantidad mayor del 0,1% en peso y menor del 1% en peso. También se utiliza óxido de antimonio (Sb2O3) en cantidades más elevadas.

Considerando la toxicidad de estos productos y las drásticas normativas vigentes (con respecto a la seguridad y la protección del medio ambiente), la incorporación de estos productos se intenta minimizar, incluso evitar, buscándose otros compuestos menos tóxicos, incluso no tóxicos, que además sean efectivos como agentes de afinado.

Además, por razones económicas obvias, no se desea modificar las condiciones de funcionamiento del procedimiento industrial utilizado hasta el presente. Particularmente, no se desea operar a una temperatura más elevada, hecho que implicaría un mayor gasto energético y agravaría los problemas de corrosión.

En consecuencia, se buscan compuestos distintos del óxido de arsénico y el óxido de antimonio que sean eficaces en las mismas condiciones de funcionamiento como agentes de afinado (compuestos que sustituyan por lo menos parcialmente, y ventajosamente por completo, a dichos óxidos) del vidrio que se pretende ceramizar.

Particularmente, se ha propuesto la utilización de óxido de estaño (SnO2) de acuerdo con una técnica anterior dentro del contexto de dichas investigaciones.

Así, las solicitudes de patente JP 11 100 229 y 11 100 230 describen la utilización de óxido de estaño (SnO2), solo o combinado con cloro (Cl), en una proporción de:

SnO2: 0,1-2% en peso

Cl: 0-1% en peso.

Las solicitudes DE 19 939 787.2 y WO 02/16279 mencionan la utilización de óxido de estaño (SnO2), óxido de cerio (CeO2) y compuestos que contienen sulfato o cloro. Más particularmente, dichos documentos ilustran la utilización de óxido de estaño, que se incorpora en una cantidad de menos del 1% en peso. En dichos documentos no se especifica el rendimiento de afinado obtenido.

El inventor, al enfrentarse a este problema técnico de encontrar agentes de afinado que sustituyan, por lo menos parcialmente, al As2O3 y/o al Sb2O3, ha estudiado los rendimientos del SnO2 y ha puesto de manifiesto que dicho compuesto no es completamente satisfactorio por sí solo.

La eficacia del SnO2 como agente de afinado de vidrios precursores de vitrocerámicas aumenta con la cantidad de SnO2 incorporado. Resulta así posible obtener buenos resultados con respecto al afinado de dichos vidrios, prácticamente comparables a los obtenidos hasta el presente con As2O3, utilizando cantidades adecuadas de SnO2. La incorporación de estas cantidades adecuadas, que resultan efectivas desde el punto de vista del afinado, resulta perjudicial:

    - en primer lugar, debido a la pobre solubilidad del SnO2 en el vidrio. Se observan muy rápidamente problemas de desvitrificación y dificultades de implementación de la masa fundida, y
    - en segundo lugar, debido al poder reductor del SnO2. El SnO2 puede reducir óxidos de metales de transición presentes en el vidrio, particularmente el óxido de vanadio, y en consecuencia puede afectar notablemente al color deseado de la cerámica. En su presencia, en las cantidades que resultan efectivas para el afinado del vidrio precursor, resulta difícil controlar el color de la vitrocerámica final.

Resulta insuficiente proponer la utilización de SnO2 como agente de afinado eficaz en lugar de los agentes de afinado convencionales (As2O3 y/o Sb2O3).

Es mérito del inventor el haber demostrado, en este contexto, el interés de una combinación "SnO2 + Br", y el haber observado sorprendentemente que dicha combinación "SnO2 + Br" resulta eficaz como agente de afinado, incorporándose el SnO2 en pequeñas cantidades en dicha combinación, de tal modo que los problemas descritos anteriormente se minimizan, o incluso se eliminan.

Sumario de la invención

Por lo tanto, según un primer objeto, la presente invención se refiere a vitrocerámicas que contienen una solución sólida de ß-cuarzo o de ß-espodumena (soluciones sólidas de de ß-cuarzo y ß-espodumena), como fase o fases cristalinas principales, que contienen conjuntamente óxido de estaño (SnO2) y bromo (Br), estando presente dicho óxido de estaño en una cantidad menor o igual al 0,7% en peso del peso total de la vitrocerámica.

Según un segundo objeto, la presente invención se refiere a artículos preparados a partir de dicha vitrocerámica, la cual contiene conjuntamente SnO2 en su composición en una cantidad no en exceso, y Br.

Según un tercer objeto, la presente invención se refiere a vidrios de aluminosilicato de litio que son precursores de vitrocerámicas según la presente invención.

Según un cuarto objeto, la presente invención se refiere a un procedimiento de preparación de una vitrocerámica según la presente invención.

Según un quinto objeto, la presente invención se refiere a un procedimiento de preparación de un artículo constituido por una vitrocerámica según la presente invención.

Descripción detallada de la invención

Las vitrocerámicas según la presente invención contienen característicamente óxido de estaño, en una cantidad no en exceso con respecto a los problemas descritos anteriormente, y bromo. Dichas vitrocerámicas contienen, de un modo original y característico, estos compuestos, con respecto al problema técnico descrito anteriormente, es decir el problema del afinado de los vidrios que son precursores de dichas...

 


Reivindicaciones:

1. Vitrocerámica, que contiene una solución sólida de ß-cuarzo o de ß-espodumena (soluciones sólidas de ß-cuarzo y ß-espodumena) como fase(s) cristalina(s) principal(es), cuya composición contiene conjuntamente óxido de estaño (SnO2) en una cantidad que es inferior o igual a 0,7% en peso del peso total de la vitrocerámica, y bromo (Br).

2. Vitrocerámica según la reivindicación 1, cuya composición no contiene, a excepción de trazas inevitables, ni arsénico ni antimonio.

3. Vitrocerámica según la reivindicación 1 ó 2, cuya composición, expresada como porcentajes en peso de óxidos y bromo, contiene:

0,1 a 0,7%, ventajosamente 0,1 a 0,5%, de SnO2

y

0,01 a 1%, ventajosamente 0,01 a 0,1%, de Br.

4. Vitrocerámica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, cuya composición, expresada como porcentajes en peso de óxidos y bromo, consiste esencialmente en:

5. Vitrocerámica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, cuya composición, expresada como porcentajes en peso de óxidos y bromo, consiste esencialmente en:

6. Vitrocerámica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, cuya composición, expresada como porcentajes en peso de óxidos y bromo, consiste esencialmente en:

7. Vitrocerámica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, cuya composición, expresada como porcentajes en peso de óxidos y bromo, consiste esencialmente en:

8. Vitrocerámica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, cuya composición contiene además una cantidad efectiva por lo menos de un colorante, ventajosamente seleccionado de entre CoO, Cr2O3, Fe2O3, MnO2, NiO, V2O5 y CeO2.

9. Artículo preparado a partir de una vitrocerámica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que consiste particularmente en una placa de cocina, un utensilio de cocina, una placa para horno microondas, una ventana para chimenea, una puerta contraincendios, una ventana contraincendios, una ventana de horno pirolítico o catalítico.

10. Vidrio de aluminosilicato de litio, que es un precursor de una vitrocerámica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, cuya composición corresponde con la de la vitrocerámica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, y particularmente corresponde con la de una vitrocerámica según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 8.

11. Procedimiento de preparación de una vitrocerámica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende el tratamiento térmico de un vidrio de aluminosilicato de litio, que es un precursor de dicha vitrocerámica, en condiciones que garantizan su ceramización, caracterizado porque dicho vidrio contiene conjuntamente óxido de estaño (SnO2), en una cantidad que es inferior o igual a 0,7% en peso, y bromo (Br).


 

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